JP5076366B2 - タイヤトレッド用ゴム組成物 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤトレッド用ゴム組成物に関し、さらに詳しくは、優れた低燃費性、加工性及び操縦安定性を示すタイヤトレッド用ゴム組成物に関する。

近年の省エネ、省資源、環境問題への取り組みなどの社会的要請下、特に自動車の燃料消費節約のために、シリカを配合することが知られており、ゴム組成物へのシリカ配合により、転動抵抗軽減の他、湿潤路面に対する操縦安定性（以下、「ウェット操縦安定性」という）が向上するという利点がもたらされる。この配合設計の段階においては、諸物性を調整し、意図する性能を確保するために、可塑剤または軟化剤としてゴムとの相溶性に優れた芳香族系オイルが一般的に使用されているが、芳香族系オイルは、その中に含まれる多環芳香族成分のために、環境への負荷が大きいという問題から、多環芳香族成分を抑えたプロセスオイルへの切替えを検討しているが、その場合、高温側での発熱性が小さいことから乾燥路面に対する操縦安定性（以下、「ドライ操縦安定性」という）が低下するという問題があるため、環境負荷低減に伴う諸物性の調整が必要であるのが現状である。特許文献１には、スチレン−ブタジエン共重合体ゴムを５０重量％以上含むゴム成分１００重量部に対して粘着付与剤として融点１０℃未満および数平均分子量２００〜６００のテルペン系樹脂を５〜５０重量部配合することにより操縦安定性と破断強度を向上させることが記載されている。特許文献２には、ジエン系ゴム１００重量部に対してテルペン系樹脂を１０〜１５０重量部配合することにより工場作業性とグリップ性を向上させることが記載されている。

しかし、上記特許文献１及び２に記載されているように可塑剤または軟化剤としてテルペン系樹脂を使用する場合であっても、補強性充填剤としてシリカを使用する場合には、得られるゴム組成物のドライ操縦安定性が低下してしまうという問題があり、また、ゴムとの相溶性が低下するために加工性が不十分であった。

特開２００５−１８７６３４号公報 特開２００４−１８７６０号公報

従って、本発明の目的は、環境に対する負荷が小さく、しかも、低燃費性及び加工性を損なわずに、ウェット操縦安定性のみならずドライ操縦安定性にも優れた、タイヤのトレッド部材の製造に有用なゴム組成物を提供することにある。

本発明者は、
（Ａ）３０重量％以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含むジエン系ゴム、
（Ｂ）ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上のシリカを含み、このシリカが５０〜２５０ｍ²／ｇのＢＥＴ比表面積を有するものである補強性充填剤、及び
（Ｃ）ジエン系ゴム１００重量部に対して１〜５０重量部のテルペン系樹脂、
を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物において、テルペン系樹脂が−８０℃〜−３０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）及び２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の水酸基価（ＯＨ価）を有する場合に、低燃費性及び加工性を損なわずにウェット操縦安定性およびドライ操縦安定性のより一層の向上を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。

本発明に従えば、
（Ａ）３０重量％以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含むジエン系ゴム、
（Ｂ）ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上のシリカを含み、このシリカが５０〜２５０ｍ²／ｇのＢＥＴ比表面積を有するものである補強性充填剤、及び
（Ｃ）ジエン系ゴム１００重量部に対して１〜５０重量部のテルペン系樹脂、
を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物において、前記テルペン系樹脂が−８０℃〜−３０℃のＴｇ及び２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のＯＨ価を有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物が提供される。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、可塑剤または軟化剤として芳香族系オイルの代わりに植物由来の化合物であるテルペン系樹脂を含んで成るものであるため、環境に対する負荷が小さいだけでなく、タイヤ製造原料の脱石油化を促進することができるという利点も有する。

本発明のタイヤ用ゴム組成物において使用されるジエン系ゴム（Ａ）は、上記のとおり、当該ジエン系ゴムの総重量を基準にして３０重量％以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴム（ＳＢＲ）を含むジエン系ゴムからなる。本発明において使用できるＳＢＲ以外のジエン系ゴムとしては、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレンゴム（ＩＲ）、各種ポリブタジエンゴム（ＢＲ）、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のジエン系合成ゴム、およびこれらの２種以上の組み合わせが挙げられる。ＳＢＲの配合割合が上記範囲を外れると、ドライ路面およびウェット路面走行時の操縦安定性が低下するため好ましくない。

本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合される補強性充填剤（Ｂ）は、ジエン系ゴム（Ａ）１００重量部に対して１０重量部以上のシリカを含み、かつ、このシリカが５０〜２５０ｍ²／ｇのＢＥＴ比表面積を有することを条件として、タイヤ用ゴムの補強性充填剤として知られているいかなるものから成ることができる。シリカ以外の補強性充填剤の例としては、カーボンブラック及び炭酸カルシウムなどが挙げられる。補強性充填剤（Ｂ）の配合量は、ジエン系ゴム（Ａ）１００重量部に対して３０〜１５０重量部である。

本発明のタイヤ用ゴム組成物に配合されるテルペン系樹脂（Ｃ）は、−８０℃〜−３０℃のＴｇ、好ましくは−７０℃〜−４０℃のＴｇ、及び２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下、好ましくはの１０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下のＯＨ価を有する。テルペン系樹脂のＴｇが−８０℃未満では、ゴム組成物として十分な補強性が得られないために好ましくなく、−３０℃を超えると低温での柔軟性が失われ、ウェット性能が低下するために好ましくない。テルペン系樹脂のＯＨ価が２０ｍｇＫＯＨ／ｇを超えると、自己凝集性が強くなるために破断特性が低下するなどの問題が生じるため、好ましくない。テルペン系樹脂（Ｃ）は、好ましくは６００以下の重量平均分子量を有する。ここで、テルペン系樹脂とは、植物から得られるα−ピネン、β−ピネンおよびリモネンなどのイソプレン則に従う一連の化合物を精製、重合して得られる樹脂を意味する。テルペン系樹脂は、本発明のタイヤトレッド用ゴム組成物に、ジエン系ゴム（Ａ）１００重量部に対して１〜５０重量部の割合で配合される。テルペン系樹脂（Ｃ）の配合量が、ジエン系ゴム（Ａ）１００重量部に対して５０重量部を超えると、物性の経時変化が大きくなるために好ましくない。

本発明のタイヤ用ゴム組成物には、上記成分（Ａ）および（Ｂ）に加えて、ゴム組成物に一般的に配合される、ステアリン酸、加硫または架橋剤、加硫または架橋促進剤、老化防止剤、可塑剤、カップリング剤などの各種配合剤を配合することができる。

本発明のタイヤ用ゴム組成物は、ゴム組成物の配合に通常用いられているバンバリーミキサーやニーダーなどの混合または混練装置を使用して一般的な混合または混練方法および操作条件で製造することができる。本発明のゴム組成物は、所定量の上記成分とその他の一般的な配合剤と共に混練するか、あるいは予め特定成分のゴム混合物（マスターバッチ）を調製してから所定の成分と混合または混練することによって製造できる。

以下の実施例、参考例および比較例により本発明を更に説明するが、本発明の範囲を実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

比較例１〜４、参考例１及び実施例１のゴム組成物の調製
下記表１の配合（重量部）に従って、１．８リットルの密閉式バンバリーミキサーを用いて、加硫系以外の材料を４〜５分間混合し、１４０±５℃でミキサーから放出後、室温まで冷却した。その後、オープンロールにて加硫促進剤および硫黄を混合し、比較例１〜４、参考例１及び実施例１のゴム組成物を得た。

表１の註：
１）ＶＳＬ５０２５（Ｂａｙｅｒ社製）（スチレン／ビニル比＝２５／６７）
２）Ｎｉｐｏｌ １２２０（日本ゼオン（株）製）
３）Ｎｉｐｓｉｌ ＡＱ（東ソー・シリカ（株）製）
４）Ｓｉ６９（Ｄｅｇｕｓｓａ社製）
５）酸化亜鉛３種（正同化学工業（株）製）
６）ビーズステアリン酸ＹＲ（日本油脂（株）製）
７）ＳＡＮＴＯＦＬＥＸ ６ＰＰＤ（ＦＬＥＸＳＹＳ社製）
８）金華印油入微粉硫黄（鶴見化学工業（株）製）
９）ノクセラーＣＺ−Ｇ（大内新興化学工業（株）製）
１０）ノクセラーＤ（大内新興化学工業（株）製）
１１）アロマックス３（出光興産（株）製）
１２）ＶｉｖａＴｅｃ５００（Ｈ＆Ｒ社製）
１３）ＶｉｖａＴｅｃ２００（Ｈ＆Ｒ社製）
１４）ＰＸ＃２００（ヤスハラケミカル（株）製）、Ｔｇ＝−５３℃、水酸基価＝２．４ｍｇＫＯＨ／ｇ
１５）ＹＳレジンＬＰ（ヤスハラケミカル（株）製）、Ｔｇ＝−６３℃、水酸基価＝１．３ｍｇＫＯＨ／ｇ

試験方法
１）転がり抵抗
粘弾性スペクトロメーター（東洋精機製作所製）を用いて、周波数２０Ｈｚ、初期歪１０％及び動歪±２％の条件で、６０℃におけるｔａｎδを測定し、比較例１の測定値を１００としたときの相対値で表わした。値が大きいほど、転がり抵抗が小さく、燃費が良いことを示す。

２）ドライ操縦安定性
上記ゴム組成物をトレッドに使用した２０５／５５Ｒ１６タイヤを製作し、排気量２リットルの試験車両に装着して、乾燥した舗装路面における操縦性を官能評価した。官能評価は以下のように３段階で評価した。
４：プロドライバーが比較例１のタイヤより良いと感じるレベル
３：比較例１のタイヤと同じレベル
２：プロドライバーが比較例１のタイヤより劣ると感じるレベル

表２の結果から、上記特定のテルペン系樹脂を上記所定量でジエン系ゴムに配合すると、低燃費性を損なわずにドライ操縦安定性が向上することがわかる。また、参考例１及び実施例１のゴム組成物では、ドライ操縦安定性を向上できると同時に、環境への負荷が大きい芳香族成分を含むアロマオイルを使用した比較例１と比較して、環境への負荷を小さくすることができる。

Claims (2)

1. （Ａ）３０重量％以上のスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含むジエン系ゴム、
   （Ｂ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して３０〜１５０重量部の補強性充填剤であって、前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１０重量部以上のシリカを含み、このシリカが５０〜２５０ｍ²／ｇのＢＥＴ比表面積を有するものである補強性充填剤、及び
   （Ｃ）前記ジエン系ゴム１００重量部に対して１〜５０重量部のテルペン系樹脂、
   を含んでなるタイヤトレッド用ゴム組成物において、前記テルペン系樹脂が−８０℃以上−６０℃未満のガラス転移温度及び２０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下の水酸基価を有することを特徴とするタイヤトレッド用ゴム組成物。
2. 前記テルペン系樹脂（Ｃ）が６００以下の重量平均分子量を有することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ用ゴム組成物。